混合润滑状态下渐开线齿轮传动弹流润滑研究

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实际运用中,几乎所有的齿轮都工作在部分膜弹流润滑状态,即齿面啮合既有润滑油膜,又有粗糙峰接触的混合状态。本文考虑了齿面的粗糙峰效应后,根据直齿圆柱齿轮的几何关系和运动关系,建立了混合状态下渐开线直齿圆柱齿轮线接触弹流润滑模型。采用多重网格技术,综合考虑渐开线齿轮啮合点的曲率半径变化、单双齿引起的载荷变化,对齿轮的一对轮齿从啮入到啮出的全过程进行了研究,得到了考虑表面粗糙度的渐开线齿轮传动弹流润滑的完全数值解。 本文根据混合状态下渐开线直齿圆柱齿轮线接触弹流润滑模型,采用C语言编制计算机程序进行数值计算,计算中采用多重网格法求解润滑方程组,获得满意的数值结果。得出的主要结论如下: 1.齿轮在节点处啮合时,不同的膜厚比Λ情况下,随着膜厚比Λ的减小,二次压力峰的值减小,且二次压力峰向入口方向移动,随着膜厚比Λ的减小,油膜厚度有不同程度的增加,当膜厚比Λ继续减小,油膜厚度的增加幅度减小。 2.节点处粗糙齿面接触时的平均油膜厚度大于光滑齿面接触时的相应值。当Λ较小时,两者差异明显。随着Λ的增大,差异削弱,但始终保持粗糙齿面接触时的平均油膜厚度大于光滑齿面接触时的相应值的结论。 3.二次压力峰的值随着载荷的增加而增加,而最小油膜厚度随载荷的增加而减小。啮入点处为整个啮合线上的最恶劣的位置,平均油膜厚度的最小值发生在该处。 4.转速高时压力大于转速低时的压力,转速高时的油膜形状小于转速低时的油膜形状。但变化不大。当转速增大时,节点处二次压力峰和最小油膜厚度增大。 现代机械传动部件的设计要求越来越高,尤其齿轮传动作为一种重要的传动方式,我们必须综合考虑其多种失效形式,本文的结论对齿轮传动的润滑失效分析以及润滑设计具有一定的参考意义。也为以后建立更加精确的齿轮传动润滑分析模型奠定了基础。
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